15

2. ТЕМАТИЧЕСКИЕ РАЗДЕЛЫ КУРСА «ПРОБЛЕМЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ»

Врезультате изучения дисциплины студенты знакомится

сосновными проблемами защищенности генетической информации от нежелательных внешних воздействий. В таблице 1 представлен план курса с отведенными часами на изучение отдельных тем курса.

11

2.1Содержание лекционного курса, лабораторных занятий

иперечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы студентов

Раздел I. Введение в дисциплину

Тема 1. Евгеника

1. Содержание лекционного курса

Термин “ евгеника”. Работы Френсиса Гальтона. Евгенические методы. Негативная и позитивная евгеника. Евгенические программы.

Основные понятия (категории): Евгеника.

2. Самостоятельная работа студента:

I. Изучаемые вопросы. Генотерапия – метод лечения большинства наследственных болезней. Запрет на внесение генетических изменений в клетки зародышевой линии (половые клетки и их предшественники). Методы улучшения генома различных организмов.

II.Вопросы для устного опроса студентов:

1.Понятие термина «евгеника».

2.Работы Ф. Гальтона.

3.Родословные Ф. Гальтона.

4.Наследование полигенных признаков.

5.Морально-этические проблемы улучшения «породы человечества».

Раздел II. Проблемы мутагенеза

Тема 2. Физические мутагены

1. Содержание лекционного курса

Ионизирующая радиация. Первичные повреждения ДНК. Основные закономерности действия. Радионуклиды. Ультрафио-

12

летовые лучи. Электромагнитное загрязнение среды. Источники физических генотоксикантов в окружающей среде.

Основные понятия (категории): Ионизирующая радиация. Ра-

дионуклиды. Ультрафиолетовые лучи. Электромагнитное излучение.

2. Самостоятельная работа студента:

I. Изучаемые вопросы. Основные системы репарации ДНК. Мобильные элементы генома и мутационный процесс. Факторы, модифицирующие мутагенез. Репарация ДНК.

II.Вопросы для устного опроса студентов:

1.Влияние радиации на геном.

2.Влияние УФО на растения.

3.Радиомутагенез: история изучения.

4.Классификация излучений, единицы измерения показателей.

5.Молекулярный механизм радиомутагенеза.

6.Трансмутации изотопов, включенных в ДНК.

7.Особенности мутагенного действия УФ-лучей.

8.Различия в генетических эффектах УФ и рентгеновских лучей.

9.Зависимость частоты мутаций от дозы УФ облучения.

10.Механизм мутагенеза, индуцированного УФ облуче-

нием.

Тема 3. Химические мутагены

1. Содержание лекционного курса

Ксенобиотики. Особенности химического мутагенеза. Токсикогенетическая активность нефти, как специфического загрязнителя. Классификация химических мутагенов. Супермутагены.

Основные понятия (категории): Ксенобиотики. Супермутаге-

ны. Комутагены. Десмутагены.

13

Основные группы биологических генотоксикантов. Механизмы канцерогенеза. Антионкогены. География онкозаболеваний. Место генетического мониторинга в системе экологических наблюдений. Направления генетического мониторинга.

II.Вопросы для устного опроса студентов:

1.Особенности мутагенного действия лекарственных препаратов.

2.Алкоголь и мутагенез.

3.История открытия мутагенного действия некоторых пищевых добавок.

4.Канцерогенез и пища.

5.Антимутагенез.

Тема 5. Стабильность генома человека

1.Содержание лекционного курса

Развитие представлений о мутационном процессе. Основные этапы истории представлений о мутациях. Роль мутаций в эволюции.

Изучаемые вопросы:

1.Движущие факторы эволюции.

2.Приспособленность – результат эволюционных изменений.

Основные понятия (категории): Геном. Стабильность.

2. Самостоятельная работа студента:

I. Изучаемые вопросы. Антимутагены. Классификация. Требования, предъявляемые к антимутагенам. Механизм действия. Антиоксиданты. Свободные радикалы. Социальная значимость поиска антимутагенов. Эндогенные соединения в восстановительных процессах.

II.Вопросы для устного опроса студентов:

1.Генетический паспорт, его части.

2.Эксцизионная репарация.

3.SOSрепарация.

15

4.Репликационная репарация.

5.Вырожденность генетического кода.

Раздел III. Генная инженерия

Тема 6. Генетическая модификация

1. Содержание лекционного курса

Методы введения генетической информации в растения с помощью агробактерий (трансформация изолированных растительных клеток, кокультивация, слияние протопластов). Другие методы введения молекул ДНК в клетки растений: трансформация растительных протопластов, электропорация, введение ДНК с помощью липосом, метод микроинъекций, биобаллистика.

Изучаемые вопросы:

1.Рестриктазный анализ.

2.Определение последовательности нуклеотидов.

3.Векторы переноса.

Основные понятия (категории): Агробактерии. Электропора-

ция. Липосомы. Биобаллистика.

2. Самостоятельная работа студента:

I. Изучаемые вопросы. Возможности использования трансгенных растений в качестве источников сырья для парфюмерной, химической и текстильной промышленности.

II.Вопросы для устного опроса студентов:

1.Методы конструирования гибридных молекул ДНК in

vitro.

2.Источники ДНК и генов.

3.Принципы конструирования рекомбинантных ДНК.

4.Сущность репликации ДНК.

5.Регуляция репликации ДНК у бактерий.

16

6.Ферменты расщепления (рестриктазы) и сшивания (лигазы).

7.Обратная транскриптаза и ее использование в генной инженерии.

8.Природа векторных молекул.

9.Особенности молекулярной организации векторов для генетического клонирования.

10.Строение, биологические функции плазмид.

Тема 7. Генетически модифицированные организмы

1. Содержание лекционного курса

Определение понятий: трансгенные растения, генетически модифицированный организм (ГМО), генетически модифицированный источник (ГМИ). Масштабы распространения трансгенных растений в мире. Горизонтальный перенос трасгенов в биоту, возникновение мутантных организмов с непредсказуемыми свойствами. Появление резистентных к антибиотикам, гербицидам форм организмов (суперсорняков, суперпаразитов, суперпатогенов). Повышение концентрации пестицидов в окружающей среде при выращивании ГМ-растений.

Изучаемые вопросы:

1.Горизонтальный перенос трасгенов в биоту.

2.Возникновение мутантных организмов с непредсказуемыми свойствами.

3.Появление резистентных к антибиотикам, гербицидам ор-

ганизмов.

Основные понятия (категории): Трансгенные растения, гене-

тически модифицированный организм (ГМО).

2. Самостоятельная работа студента:

I. Изучаемые вопросы. Утрата и уменьшение разнообразия генофонда диких растений. Уменьшение сортового и видового разнообразия культурных растений.

17

II. Вопросы для устного опроса студентов:

1.Что такое трансгенные растения?

2.Перечислите основные этапы получения трансгенных растений.

3.Назовите основные пути создания трансгенных растений, устойчивых к насекомым-вредителям.

4.В чем практический смысл создания сортов, устойчивых к гербицидам?

5.Назовите примеры генетического улучшения растений с целью повышения их продуктивности.

6.Как можно улучшить качество растительной продукции?

7.Как повысить устойчивость растений к неблагоприятным воздействиям (засухе, засолению, низким температурам)?

8.Назовите векторы переноса генетической информации у растений.

9.В чем заключается агробактериальная трансформация растений: Ti-плазмиды?

10.Назовите молекулярно-генетические механизмы агробактериальной трансформации.

Раздел IV. Проблемы продовольственной безопасности

Тема 8. Революция в мировом производстве продовольствия

1. Содержание лекционного курса

Пищевые и медицинские риски. Возможная токсичность и аллергенность продуктов. Появление новых, более опасных бактериальных и вирусных патогенов вследствие горизонтального переноса генов. Неконтролируемое распространение вакцин в продуктах растительного происхождения. Экономические риски. Основные трансгенные виды сельскохозяйственных и технических растений. Страны – производители ГМО. Требования к безопасности пищевых продуктов или продовольственного сырья, полученных из генно-инженерно-модифицированных растений.

18

Изучаемые вопросы:

1.Изменение состава и свойств белков, жиров, углеводов и других веществ в продуктах, содержащих ГМИ.

2.Монополизация рынка транснациональными корпорациями.

3.Разорение фермерских хозяйств.

4.Оценка безопасности и анализ риска пищевых продуктов

или продовольственного сырья.

Основные понятия (категории): Токсичность, аллергенность продуктов. Патогены.

2. Самостоятельная работа студента:

I. Изучаемые вопросы. Возможность неконтролируемого создания и распространения генетически модифицированных организмов (ГМО), нарушающих природное равновесие и живые системы. Исследования безопасности генетически модифицированных организмов. Проблемы ГМО в сельском хозяйстве. Разработка новых видов биологического оружия – вирусного, токсинного и генного (siRNA и miRNA), белки-репрессоры, прионы и др.

II. Вопросы для устного опроса студентов:

1.ГМО и проблемы экологии.

2.Источники рисков при создании и использовании ГМО.

3.Пищевые и медицинские риски использования ГМО.

4.Аграрные риски использования ГМО.

5.Экологические риски при создании и использовании ГМО.

6.Идентификация ГМИ в пищевых продуктах. Стандарты. Методы.

7.Маркировка продуктов, содержащих ГМИ.

8.Порядок создания, испытания и использования ГМпродукции в различных странах.

9.Критерии, показатели и методы оценки генетически модифицированных растительных организмов и получаемых из них продуктов на биобезопасность.

19

2.1Вопросы для подготовки к экзамену

1.Классификация мутационных изменений.

2.Молекулярные основы генных мутаций.

3.Мутации, вызванные заменой пар оснований.

4.Мутации генов, связанные со сдвигом рамки считывания.

5.Хромосомные мутации. Делеции.

6.Хромосомные мутации. Дупликации.

7.Хромосомные мутации. Инверсии.

8.Хромосомные мутации. Транслокации.

9.Хромосомные мутации. Транспозиции.

10.Цитогенетическая классификация хромосомных перестроек.

11.Классификация геномных мутаций. Робертсоновские перестройки.

12.Классификация геномных мутаций. Анеуплоидия.

13.Классификация геномных мутаций. Полиплоидия.

14.Радиомутагенез: история изучения, классификация излучений, единицы измерения показателей.

15.Различия в генетических эффектах алкилирующих соединений и радиоизлучений.

16.Адаптивный мутагенез.

17.Генетическая токсикология: проблемы и задачи.

18.Тест-системы генетической токсикологии.

19.Методы учета генных мутаций.

20.Методы учета повреждений ДНК.

21.Антимутагенная защита генома.

22.Методы конструирования гибридных молекул ДНК in vitro.

23.Принципы конструирования векторов.

24.Природные векторы для растений.

25.Методы определения нуклеотидной последовательности ДНК.

26.Генетическая инженерия клеток растений.

27.Генетическая инженерия растений.

28.Плазмиды агробактерий как векторы для трансформации.

20